第七届青年地学论坛

金刚石是一种重要的矿产资源，广泛应用于国防、电子、航空、科研等领域，在国民经济中具有重要的作用；大颗粒金刚石更可作用宝石。华北克拉通是我国重要的金刚石成矿远景区，目前已发现了两个重要的古生代含金刚石金伯利岩岩区（山东蒙阴和辽宁瓦房店）。这些金伯利岩主要呈岩管和岩脉产出，形成于480Ma。然而，随着岩区内富金刚石金伯利岩管（如蒙阴胜利1号岩管和瓦房店50号岩管）的闭坑停采，我国金刚石资源变得非常短缺，目前主要依赖进口。2010年和2011年辽宁省第六地质大队在瓦房店地区共提交了100多万克拉储量的金刚石资源，表明我国仍然具有较大的金刚石找矿潜力。但近年来的找矿勘查突破不大，这主要归因于对金伯利岩金刚石含矿性影响因素认识不清晰。
华北克拉通金伯利岩金刚石含矿性受控于以下四个方面：
（1）岩石圈地幔中的金刚石稳定区（金刚石形成并稳定存在的区域）。瓦房店含矿金伯利岩及其地幔捕掳晶特征表明华北克拉通古生代时是一个稳定的、厚的、冷的克拉通，该克拉通下岩石圈地幔底部存在一个含金刚石稳定区（950~1200℃，4.4~6.1GPa），山东蒙阴和辽宁瓦房店金伯利岩岩浆捕获了该稳定区中的金刚石，成为含金刚石岩浆。华北克拉通新生代时是一个活跃的、薄的、热的克拉通，克拉通下岩石圈地幔中的含金刚石稳定区已被破坏，从而导致华北克拉通新生代后无含金刚石金伯利岩的形成。
（2）金伯利岩岩浆源区深度。瓦房店金伯利岩初始岩浆成分为29.7 wt % SiO_2, 29.7 wt % MgO, Mg^# 0.85，源区压力为 ~ 7.5 GPa。瓦房店金伯利岩岩浆源区深度大于金刚石稳定区深度，因此岩浆上升时可捕获金刚石稳定区的金刚石。
（3）金伯利岩岩浆对金刚石的捕获作用。金伯利岩岩浆捕获金刚石时会同时捕获地幔中的矿物，后者被称为指示矿物。华北克拉通金伯利岩金刚石含矿性指示矿物包括贫钛贫铝富镁铬铁矿和低钙高铬镁铝榴石。这些指示矿物在高品位金刚石岩管中的含量比低品位金刚石岩管高。镁铝榴石经历了早期（>480Ma）碳酸盐岩熔体/流体交代和晚期金伯利岩浆（480Ma）交代作用。早期碳酸岩交代作用形成了华北克拉通岩石圈地幔中的金刚石，晚期金伯利岩岩浆交代作用破坏了金刚石。
（4）金伯利岩岩浆对金刚石的熔蚀作用。华北克拉通金伯利岩结晶温度为1037 - 1395 ºC，氧逸度为-3.1 ~ -1.2 Dlog fO₂^NNO。金伯利岩氧逸度对金刚石的熔蚀作用影响较大，温度和挥发份影响可忽略不计。
 

含矿性,金刚石,金伯利岩,华北克拉通